CN104130607B - 防雾涂料、防雾基材及防雾基材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防雾涂料、防雾基材及防雾基材的制造方法，防雾涂料其主要成分如下：以防雾涂料的总重量为基础时，包括：15%至25%的水基亚克力聚氨酯寡聚物；15%至25%的水基亚克力单体；2%至5%的水基防雾剂；0.2至0.5%的水基润湿剂；0.5至2.5%的水基消泡剂；0.1至0.5%的水基流平剂；0.2至2%的水基摇变剂；1至3%的硅烷偶合剂；5%至10%的水基密着促进剂；15%至25%的纳米溶胶；1%至2%的水基光起始剂；及平衡含量的水。此外，本发明亦提出一种使用上述防雾涂料的防雾基材及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种防雾涂料、防雾基材及防雾基材的制造方法。
背景技术
生活中塑胶薄膜或玻璃基材因内外温度变化，造成空气中水汽凝结在基材表面，以不透明的"雾"的方式形成，兹将水汽凝结于基材(塑胶薄膜或玻璃板)上时的所涉及的物理现象作一说明如下：
1.当透明基材(玻璃或塑胶)内部温度低于露点温度(dew-pointtemperature)，空气中水汽会于基材表面凝结析出，称之"结雾"(雾的产生)现象。
2.当接近透明基材表面的空气冷至一温度，空气中过多的水汽凝结在基材表面，这种现象在封闭式有人存在的空间(屋内或车内)受到空气中的温度、相对湿度及露点温度变化影响较为明显。
3.冷凝水的表面张力及透明基材表面的润湿张力差异大小，将是影响"雾"的产生关键。
4.雾化产生与否，取决于基材表面的润湿性质及气(空气)、液(水汽)、固(基材)三相之间的表面张力，当基材表面张力大时，凝结小水汽与基材表面产生极强的亲水基，易于润湿铺平，不易结雾；当基材表面张力够小时,凝结小水汽与基材表面产生极强的疏水基，小水珠很容易滚落，也不易结雾。
当一液体置于一固体表面时，可以视为是一个气(V)-液(L)-固(S)三相共存的系统。其中气相可以是液体的饱和蒸气、有时候也可以是空气。此一系统具有三个界面张力γgl、γsl、γsg，分别对应于气-液、液-固与气-固界面，如图(2-7)所示。当系统达到平衡时，这三个张力间的关系满足Young’sequation，其中，γsg＝γsl+γgl cosθ，θ即为接触角(contact angle)。依据接触角的不同，我们可以将液体在气-固界面上所表现的行为分为四大类：
θ＝0时，张力间的关系为γsg＝γsl+γgl。显示在气-固两相之间存在一层液体的湿透薄膜可以达到系统最低总能量。在这种情况下，我们称该液体在固体表面上呈现完全湿透行为。
0<θ＜π/2时，张力间的关系为γsg＜γsl+γgl且γsg＞γsl。因此液体倾向于增加与固体的接触面积，进而减少空气与固体的接触接触面积，以降低系统总能量。该液体在固体表面上聚成一个液滴形状，我们称之为部分湿透状态。
π/2<θ＜π时，该液体在固体表面上仍呈现部分湿透行为。但此时，张力间的关系变成γsl＞γsg，因此液体增倾向于减少与固体的接触表面积，以降低系统总能量。
θ＝π时，该液体在固体表面上呈现非湿透行为。张力间的关系式满足γsl＝γsg+γgl，显示在固液之间会有一层气体薄膜阻隔。一般而言，当接触角接近两个极端值0°与180°的时候，测量的难度也随之增加。当接触角接近0°时，往往很难决定液-气-固三相接触线的位置。而当接触角接近180°时，根据非湿透行为的定义，在固液之间会有气体薄膜。然而，如何观察此气体薄膜的存在是相当困难的。
日常生活中有诸多情况会面临结雾的现象，例如：天气湿冷时，车窗或者是大楼的玻璃帷幕容易结雾而影响驾驶人或室内人员的视线；气温较冷时，机车骑士的安全帽镜片或者是护目镜容易因为呼吸而结雾；以及，于浴室中打开热水一段时间后，镜子表面会因水蒸气的凝结而形成一层薄雾。因此，物品表面的结雾现象确实会造成使用者的不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种防雾涂料，当所述防雾涂料涂布于物品表面且经过干燥及光固化后，可提供物品表面长时间地防雾功效。
所述防雾涂料的主要成分如下：以该防雾涂料的总重量为基础时，包括：15％至25％之间的水基亚克力聚氨酯寡聚物；15％至25％之间的水基亚克力单体；2％至5％之间的水基防雾剂；0.2至0.5％之间的水基润湿剂；0.5至2.5％之间的水基消泡剂；0.1至0.5％之间的水基流平剂；0.2至2％之间的水基摇变剂；1至3％之间的硅烷偶合剂；5％至10％之间的水基密着促进剂；15％至25％之间的纳米溶胶；1％至2％之间的水基光起始剂；及平衡含量的水。
本发明亦提出一种防雾基材的制造方法，包含下列各个步骤。首先提供一基材，所述基材具有一第一表面，然后将前开所述的防雾涂料涂布于所述基材的第一表面。接着将涂布于基材的第一表面的防雾涂料予以干燥处理后，再对其进行光固化后，即可得到所述防雾基材。
除此之外，本发明亦提出一种防雾基材，藉由前段所述防雾基材的制造方法所制造而得。
综上，本发明无需藉由任何其他必须耗电的加热装置或者是空调装置，便可在基材表面达到长时间防雾的功效。此外，本发明并非市面上常见的短时效的喷剂型防雾剂，本发明的防雾涂料在固化之后具有一定的硬度及耐磨功能，因而相较于市面上的短效喷剂型防雾剂具有较长的耐候性以及持久性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1本发明第一实施例的防雾基材剖视示意图；
图2本发明第二实施例的防雾基材剖视示意图。
其中，附图标记
10 防雾基材
11 基材
111 第一表面
112 第二表面
12 防雾涂料
13 感压胶
14 离型膜
15 隔热涂层
20 防雾基材
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明所提出的防雾涂料的一具体实施例的成分如下：
15％至25％之间的水基亚克力聚氨酯寡聚物；
15％至25％之间的水基亚克力单体；
2％至5％之间的水基防雾剂；
0.2至0.5％之间的水基润湿剂；
0.5至2.5％之间的水基消泡剂；
0.1至0.5％之间的水基流平剂；
0.2至2％之间的水基摇变剂，该水基摇变剂系为聚醚型的聚氨酯树脂；
1至3％之间的硅烷偶合剂；
5％至10％之间的水基密着促进剂；
15％至25％之间的纳米溶胶；
1％至2％之间的水基光起始剂；及
平衡含量的水。
在本实施例中，水基亚克力单体是选自hydroxyethyl acrylate(丙烯酸羟乙酯)、hydroxyethyl methacrylate(甲基丙烯酸羟乙酯)、acrylic acid(丙烯酸)、methylenebisacrylamide(亚甲基双丙烯酰胺)、methyl methacrylate(甲基丙烯酸甲酯)及其组合所构成的群组。
水基防雾剂是选自Sodium 3-sulphonatopropyl acrylate(3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠)、Potassium 3-sulphonatopropyl acrylate(3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾)及其组合所构成的群组。上述这些材料内具有-OH、-COOH、-NH2、-SO3Na等亲水性官能基，即使在防雾涂料干燥固化后，这些官能基仍然会在干燥固化后的防雾涂料表面存在，提供高表面能及降低水滴接触角(θ＝>0°)的长效防雾功能。
纳米溶胶所包含的纳米粒子是选自SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO及其组合所构成的群组。
水基亚克力聚氨酯寡聚物是选自Soltech公司所生产的商品代号SOLMERSU550、SOLMER SU550A、SOLMER SU560及其组合所构成的群组。
水基润湿剂是选自Evonik公司所生产的商品代号为WET 280或WET 245的产品；或者是选自由BYK公司所生产的BYK349、BYK378、BYK-3455等产品。
水基消泡剂是选自BYK公司所生产的商品代号为BYK011、BYK014、BYK015、BYK1711、或BYK1740等产品。
水基流平剂是选自BYK公司所生产的商品代号为BYK3410、BYK3440、BYK uv3535、BYK-Dynwet 800等产品。
硅烷偶合剂是选自Dow Corning所生产的商品代号Z-6020、Z-6030及Z-6040的其中一者。
水基密着促进剂是选自Evonik所生产的商品代号Tego Variplus D50、Tego Addbond 1270、Tego Addbond DS1300及其组合所构成的群组。
水基光起始剂系选自BASF公司所生产的商品代号IRGACURE 500、IRGACURE 184、IRGACURE 1173、IRGACURE BP及IRGACURE 819DW的其中一者。
本发明亦提出一种防雾基材的制造方法，在一具体实施例中，所述防雾基材的剖视结构是如图1所示。首先，提供一PET材质制成的基材11，基材11具有一第一表面111与相对于第一表面111的一第二表面112。然后将前开所述的防雾涂料12均匀涂布于基材11的第一表面111，厚度约10至13微米之间。接着，于实质上90℃至110℃的温度下持温1至2分钟以干燥涂布于第一表面111的防雾涂料12。干燥完毕后，以强度实质上在250至450mJ/cm2的范围中的紫外光对涂布于第一表面111的防雾涂料12进行光固化，光固化后的防雾涂料的厚度约在4微米至6微米之间。藉由上述工艺，便可得到防雾基材10。
请再参照图1，在一实施态样中，为了使防雾基材可以更容易地结合于镜子、窗户、车窗或者其他需要防雾的物品的表面，进一步在基材11的第二表面112上设置透明的感压胶13并贴覆离型膜14。如此一来，当使用者欲对特定物品的表面进行防雾时，只要撕去离型膜14，便可通过感压胶13与物品的表面相结合。
在本实施例中，离型膜涂料刚涂布于第二表面112上时的厚度约为22微米至24微米之间，经于实质上70℃至80℃的温度下持温1至2分钟之后开始形成离型膜14，此时的厚度约在8微米至10微米之间。
在本实施例中，干燥完的防雾涂料12的厚度表面具有极高的亲水性，因而能提供长时间的防雾功效。干燥完的防雾涂料12的厚度若是过厚或者是过薄，在后续光固化工艺中会造成表面性质改变，进而影响防雾效能。此外，防雾涂料12再经过光固化后，表面硬度可以达到H至2H等级(铅笔式硬度计500g)，其表面耐磨性可以通过钢丝绒(#0000)摩擦100次(荷重500g)。
在另一实施态样中，如图2所示，为了使防雾基材2具有更为显著的隔热功效，基材11的第二表面112是设置有一透明的隔热涂层15，例如掺杂有纳米陶瓷颗粒的高分子树脂。
请再参照图2，在另一实施态样中，为了使防雾基材2具有更为显著的隔热功效以及可容易地结合于需要防雾的物品的表面，可在基材11的第二表面112依序设置透明的隔热涂层15、感压胶13以及离型膜14。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种防雾涂料，以该防雾涂料的总重量为基础时，其特征在于，包括：
15％至25％之间的水基亚克力聚氨酯寡聚物；
15％至25％之间的水基亚克力单体，该水基亚克力单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯及其组合所构成的群组；
2％至5％之间的水基防雾剂，该水基防雾剂选自3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钠、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾及其组合所构成的群组；
0.2至0.5％之间的水基润湿剂；
0.5至2.5％之间的水基消泡剂；
0.1至0.5％之间的水基流平剂；
0.2至2％之间的水基摇变剂，该水基摇变剂是为聚醚型的聚氨酯树脂；
1至3％之间的硅烷偶合剂；
5％至10％之间的水基密着促进剂；
15％至25％之间的纳米溶胶，该纳米溶胶所包含的纳米粒子选自SiO2、Al2O3、TiO2、ZnO及其组合所构成的群组；
1％至2％之间的水基光起始剂；及
平衡含量的水。
2.一种防雾基材的制造方法，其特征在于，包含：
提供一基材，该基材具有一第一表面；
将权利要求1所述的该防雾涂料涂布于该基材的该第一表面；
干燥涂布于该第一表面的该防雾涂料；及
固化涂布于该第一表面的该防雾涂料。
3.根据权利要求2所述的防雾基材的制造方法，其特征在于，于干燥该防雾涂料的步骤中，是于100℃至110℃的温度下持温1至2分钟。
4.根据权利要求2所述的防雾基材的制造方法，其特征在于，是以强度在250至450mJ/cm2的范围中的紫外光对涂布于该第一表面的该防雾涂料进行光固化。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的防雾基材的制造方法，其特征在于，该基材更包含相对于该第一表面的一第二表面，该防雾基材的制造方法更包含：
设置一隔热涂层于该第二表面。
6.根据权利要求2至4任意一项所述的防雾基材的制造方法，其特征在于，该基材更包含相对于该第一表面的一第二表面，该防雾基材的制造方法更包含：
依序设置一感压胶与一离型膜于该第二表面。
7.根据权利要求5所述的防雾基材的制造方法，其特征在于，更包含：
依序设置一感压胶与一离型膜于该隔热涂层的裸露表面。
8.根据权利要求2至4任意一项所述的防雾基材的制造方法，其特征在于该基材的材质为PET。
9.一种以权利要求8所述的防雾基材的制造方法所制成的防雾基材。
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